机械机构创新

实 验 报 告

2015 ～ 2016学年第 一 学期

课程名称 《机械原理》 实验名称 实验四 机构创新组合设计 学 院 班 级 学 号 姓 名 实验日期 实验地点 评定成绩 指导老师

南京工业大学浦江学院教务处编

实验四 机构创新组合设计实验

一、实验目的

1、通过实际机构的应用设计和搭接加深对不同机构运动特性的理解； 2、通过对典型机构的组装，掌握活动连接、固定连接的结构和特点；了解 实际机构与机构简图的不同处，避免设计时出现运动的干涉； 3、通过现场操作，培养实际动手和现场应变能力； 4、通过实验的多方案设计培养发散思维和创新设计能力。

二、实验设备

1、JXYDCX机构运动创新设计方案实验台； 2、PMJG平面机构创意组合实验台； 3、实验

I 机构

(I-1绪论、平面机构及结构分析)

(I-2铰链四杆机构) (I-3凸轮机构)

一、 填空题（每空2分）

I1a-C-1 机构由 原动件 、 从动件 、 机架 三部分组成。

I1d-B-2机构自由度计算时应注意 复合铰 、 虚约束 、 局部自由度 三种特殊情况。 I1d-B-4 机构具有确定运动的条件是 原动件数等于机构自由度数且自由度大于零 。 I2d-B-5曲柄摇杆机构的死点位置出现在 摇杆为原动件，且摇杆处于极限位置 . I3b-B-6 凸轮机构的基圆半径越大，其压力角就愈 小 ，这样它的传力性能愈 好 . I1b-C-7 两构件通过面接触组成的运动副称为 低 副。

I1b-C-8两构件之间只做相对转动的运动副称为 转动副 , 两构件之间只作相对移动的运动副称为 移动副 。

I1b-B-9 运动副对构件的独立运动所加的限制。运动副每引入一个约束，构件就失去 一 个自由度。

I1b-C-10凡两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为 运动副 。

I1b-B-11两个构件组成的运动副，通常用三种接触形式联接起来：即 点 、 线 和 面 。 I2b-B-12 在铰链四杆机构中， 一连架杆

I 机构

(I-1绪论、平面机构及结构分析)

(I-2铰链四杆机构) (I-3凸轮机构)

一、 填空题（每空2分）

I1a-C-1 机构由 原动件 、 从动件 、 机架 三部分组成。

I1d-B-2机构自由度计算时应注意 复合铰 、 虚约束 、 局部自由度 三种特殊情况。 I1d-B-4 机构具有确定运动的条件是 原动件数等于机构自由度数且自由度大于零 。 I2d-B-5曲柄摇杆机构的死点位置出现在 摇杆为原动件，且摇杆处于极限位置 . I3b-B-6 凸轮机构的基圆半径越大，其压力角就愈 小 ，这样它的传力性能愈 好 . I1b-C-7 两构件通过面接触组成的运动副称为 低 副。

I1b-C-8两构件之间只做相对转动的运动副称为 转动副 , 两构件之间只作相对移动的运动副称为 移动副 。

I1b-B-9 运动副对构件的独立运动所加的限制。运动副每引入一个约束，构件就失去 一 个自由度。

I1b-C-10凡两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为 运动副 。

I1b-B-11两个构件组成的运动副，通常用三种接触形式联接起来：即 点 、 线 和 面 。 I2b-B-12 在铰链四杆机构中， 一连架杆

I 机构

(I-1绪论、平面机构及结构分析)

(I-2铰链四杆机构) (I-3凸轮机构)

一、 填空题（每空2分）

I1a-C-1 机构由 原动件 、 从动件 、 机架 三部分组成。

I1d-B-2机构自由度计算时应注意 复合铰 、 虚约束 、 局部自由度 三种特殊情况。 I1d-B-4 机构具有确定运动的条件是 原动件数等于机构自由度数且自由度大于零 。 I2d-B-5曲柄摇杆机构的死点位置出现在 摇杆为原动件，且摇杆处于极限位置 . I3b-B-6 凸轮机构的基圆半径越大，其压力角就愈 小 ，这样它的传力性能愈 好 . I1b-C-7 两构件通过面接触组成的运动副称为 低 副。

I1b-C-8两构件之间只做相对转动的运动副称为 转动副 , 两构件之间只作相对移动的运动副称为 移动副 。

I1b-B-9 运动副对构件的独立运动所加的限制。运动副每引入一个约束，构件就失去 一 个自由度。

I1b-C-10凡两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为 运动副 。

I1b-B-11两个构件组成的运动副，通常用三种接触形式联接起来：即 点 、 线 和 面 。 I2b-B-12 在铰链四杆机构中， 一连架杆

机构创新设计 两用窗

作品背景：现实生活中常见的窗户有： 1. 推拉窗:

优点：不占用室内外空间、随意控制开启面积、操作轻便。特别适用在窗台。

缺点：①最大开启度只能达到整个窗户面积的1／2； ②在风雨天，窗户只能关闭而无法换气； ③清洗比较困难，要擦到玻璃朝外的一面很困难； ④密封性差、湿气、灰尘容易进入。窗框下滑轨来回滑动，上有较大的空间，下有滑轮间的空隙，形成较大的热损失。 2.外平开窗

定义：利用合页或铰链，使窗扇向外旋转打开。 优点：结构简单、密封性好，不占用室内空间。可使室内有较大的通风量。

缺点：占用室外空间。风大时，易发生窗扇坠落的事故。使用在写字楼、酒店等高层建筑时显得不是很美观。 3.外开上悬窗

优点：能够防风防尘，在下雨天，又能防止雨水进入室内，同时保持室内良好的通过条件。

缺点：开启度小，通风能力差。外开的窗扇阻挡了人的视线。

以上就是生活常见的三种窗。为了增强三种窗的优点,弥补其缺点,将三种窗的机构进行组合,就有推拉-外平开窗、推拉-外开上悬窗

、外平-外开上悬窗。

随着城市化道路的不断发展，为了满足高层和中高层的建筑的需要。推拉窗和外开上悬窗也逐渐成为主流，而外平开窗，由于其受风力影响而发生

机械创新设计指导

一、

创新设计实践目的

1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。

2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。

3、加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及运动特性，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。培养学生用实验方法构思、验证、确定机械运动方案的初步能力。

4、 培养学生用电机、传感器、等控制测量元件组装动力源，对机械进行驱动和控制的能力。

二、

核心内容：

使用“机构运动创新设计组件”进行积木式组合调整，从而让学生自己构思创新、试凑选型机械设

计方案，亲手按比例组装成实物模型，亲手安装电机及控制电路，模拟真实工况，动态演示观察机构的运动情况和传动性能，通过直观调整布局、连接方式及尺寸以及更改电路来验证和改进设计。设计和组装融为一体，直到该模型机构灵活、可靠地按照设计要求运动到位，最终使学生用实验方法自行确定了切实可行，性能较优的机械设

机构学理论在机械创新设计中的应用

摘 要

机械创新设计是指规划构思出新颖有价值的机械产品的活动过程，而机构创新是机械创新设计的一个重要方面。本文首先简述了机械创新设计的内涵，随后针对机构创新方面进行了举例说明，最后以折叠式担架车为实例对机构创新在机械设计创新中的应用进行了简要介绍。 关键词 机械设计；机构；创新

目录

摘 要............................................................................................................................ 1 第1章 机械创新设计简述.......................................................................................... 3

1.1引言................................................................................................................... 3 1.2 机械创新设

机构学理论在机械创新设计中的应用

摘 要

机械创新设计是指规划构思出新颖有价值的机械产品的活动过程，而机构创新是机械创新设计的一个重要方面。本文首先简述了机械创新设计的内涵，随后针对机构创新方面进行了举例说明，最后以折叠式担架车为实例对机构创新在机械设计创新中的应用进行了简要介绍。 关键词 机械设计；机构；创新

目录

摘 要............................................................................................................................ 1 第1章 机械创新设计简述.......................................................................................... 3

1.1引言................................................................................................................... 3 1.2 机械创新设

第4章 常 用 机 构

4.1 平面连杆机构

4.1.1 平面连杆机构的组成

我们将机构中所有构件都在一平面或相互平行的平面内运动的机构称为平面机构。

1、构件的自由度

如图4－1所示，一个在平面内自由运动的构件，有沿X轴移动，沿y轴移动或绕A点转动三种运动可能性。我们把构件作独立运动的可能性称为构件的“自由度”。所以，一个在平面自由运动的构件有三个自由度。可用如图4－1所示的三个独立的运动参数x、y、θ表示。

2、运动副和约束

平面机构中每个构件都不是自由构件，而是以一定的方式与其他构件组成动联接。这种使两构件直接接触并能产生一定运动的联接，称为运动副。两构件组成运动副后，就限制了两构件间的部分相对运动，运动副对于构件间相对运动的这种限制称为约束。机构就是由若干构件和若干运动副组合而成的，因此运动副也是组成机构的主要要素。

两构件组成的运动副，不外乎是通过点、线、面接触来实现的。根据组成运动副的两构件之间的接触形式，运动副可分为低副和高副。

（1） 低副 两构件以面接触形成的运动副称为低副。按它们之间的相对运动是

1

转动还是移动，低副又可分为转动副和移动副。

①转动副 组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动的运动副。通

机械创新大赛题目解析

第七届全国大学生机械创新

设计大赛主题解析

全国大学生机械创新设计大赛秘书长

王 晶

教授

2015年3月28日 湖北武汉

机械创新大赛题目解析

内容提要

一、机械创新设计大赛发展简介 二、第六届大赛情况简要汇报 三、第七届大赛主题解析 四、慧鱼组竞赛在本届面临的问题

机械创新大赛题目解析

机械创新设计大赛获得教育部财政部联合资助

大赛于2007年、2008年和2010年连续三次 获批为教育部和财政部联合资助的大学生竞赛 项目。 现已成为是国内最具影响力、培养学生工 程实践能力和综合素质效果显著的大学生竞赛 项目之一。

机械创新大赛题目解析

举办大赛的目的

对高级人才的要求

知识较宽广的基础理论 较系统的专门知识

能力素质

独立学习的能力 科研工作的能力 创造性思维能力 实验动手能力 表达能力追求真理 社会责任感 实事求是 意志 坚韧性 求知欲，好奇心 学术道德 合作精神

机械创新大赛题目解析

举办大赛的目的 ▲ 提高学生的综合设计能力、工程实践能力。

▲ 开拓学生的知识面、培养创新精神、团队合 作意识、磨练意志。 ▲ 推动创新教育的开展和教学改革，加强高等 院校与企业之间的联系。 ▲ 吸引学生投身到机械工业振兴的事业之中。

机械创新大赛题目解析

大赛的发展历程20